Ahli kimia abad ke-19 John Dalton Argumen yang sangat meyakinkan dikemukakan, dan dari sini, realisasi yang luar biasa tercapai: mungkin semua materi (yaitu benda, benda, benda) terdiri dari benda-benda yang sangat kecil. Konsep ini telah beredar sesekali selama ribuan tahun
(Kartu lingkaran telah ditambahkan di sini, silakan buka klien Toutiao untuk melihatnya)Budaya kuno pasti mengetahui pandangan umum bahwa materi terdiri dari elemen yang lebih mendasar (meskipun mereka memiliki perbedaan pendapat yang besar tentang apa yang merupakan elemen), dan tahu bahwa elemen-elemen ini digabungkan dengan cara yang menarik dan produktif untuk membentuk hal-hal yang kompleks. , Seperti kursi dan bir. Namun dalam ribuan tahun tersebut, masalah ini selalu ada:
Boko Park-Science Popularization: Jika saya memisahkan sebuah elemen, memotongnya menjadi dua, lalu memotong dua bagian menjadi dua, dan seterusnya, saya akhirnya akan menemukan elemen terkecil yang tidak dapat saya potong lagi elemen ? Atau akankah itu meluas tanpa batas? Setelah bertahun-tahun melakukan penelitian yang cermat, Dalton menemukan hubungan yang menakjubkan antara elemen-elemen ini. Kadang-kadang, dua unsur dapat digabungkan menjadi banyak senyawa dengan proporsi berbeda, seperti timah dan oksigen. Namun dalam berbagai kombinasi, proporsi tiap elemen selalu direduksi menjadi angka yang sangat kecil. Jika materi dapat habis dibagi tanpa batas dan tidak ada bit terkecil, maka proporsi berapa pun harus diperbolehkan.
- Gambar 2: Model standar partikel elementer memberikan tabel komposisi alam semesta. Gambar: Laboratorium Akselerator Nasional Fermi, CC BY
Sebaliknya, ia menemukan bahwa jumlah tertentu dari satu elemen dapat digabungkan dengan jumlah yang sama dari elemen lain, atau dua hingga tiga kali lipat dari elemen lainnya. Dalam semua kasus, Dalton hanya menemukan proporsi sederhana di mana-mana. Jika materi pada akhirnya tidak dapat dibagi, jika terbuat dari atom, maka hanya proporsi sederhana yang diperbolehkan saat menggabungkan elemen. Seratus tahun kemudian, teori materi "atom" ini Ini tidak terlihat konyol. Namun, salah satu hal yang paling menantang adalah jika atom benar-benar ada, mereka akan terlalu kecil untuk dilihat Bagaimana Anda bisa membuktikan bahwa sesuatu yang tidak dapat Anda amati secara langsung ada Apa?
- Gambar 3: Struktur atom berilium: empat proton, empat neutron, dan empat elektron. Gambar: general-fmv Shutterstock
Salah satu petunjuk keberadaan atom berasal dari yang baru terbentuk Penelitian termodinamika Untuk memahami cara kerja mesin panas, dan konsep yang menyertainya seperti suhu, tekanan, dan entropi, fisikawan menyadari bahwa gas dan cairan dapat dianggap terdiri dari partikel kecil bahkan mikroskopis yang tak terhitung jumlahnya. Misalnya, "suhu" sebenarnya mengukur gerakan rata-rata dari semua partikel gas ini yang mengenai termometer, dan mentransfer energinya ke termometer. Ini sangat menarik, Albert Einstein Apakah penggemar berat jenis fisika ini. Seperti semua fisika lain yang dia sukai, Einstein merevolusi mereka.
- Gambar 4: Peristiwa yang direkam oleh CERN Particle Accelerator: tampilan tiga dimensi yang menunjukkan karakteristik yang diharapkan dari peluruhan boson SM Higgs menjadi sepasang foton (garis kuning putus-putus dan menara hijau). Gambar: McCauley, Thomas; Taylor, Lucas; untuk CMS Collaboration CERN, CC BY-SA
Ia sangat tertarik pada masalah gerak Brown, yang pertama kali dikembangkan pada tahun 1827 Robert Brown (Robert Brown) mengusulkan (karena itu namanya). Jika Anda melempar partikel besar ke dalam cairan, benda tersebut akan berayun dan melompat sepenuhnya secara independen. Setelah beberapa percobaan yang cermat, Brown menyadari bahwa itu tidak ada hubungannya dengan arus udara atau fluida. Gerak Brown hanyalah salah satu dari fenomena acak yang tidak dapat dijelaskan, tetapi Einstein menemukan petunjuk darinya. Dengan memikirkan fluida sebagai sesuatu yang terdiri dari atom, rumus dapat diturunkan untuk menghitung berapa banyak tumbukan partikel fluida akan mendorong partikel tersebut.
Gambar 5: Gambar: Shutterstock
Dengan membangun hubungan ini di atas dasar matematika yang kokoh, dia dapat memberikan garis dari apa yang dapat Anda lihat (seberapa banyak partikel telah bergerak dalam waktu tertentu) ke apa yang tidak dapat Anda lihat (massa partikel cair) rute dari. dengan kata lain, Einstein memberi kita cara untuk memanggil atom . Saat orang merasa nyaman dengan ukuran zat kecil ini, mereka berpikir ini pasti hal sekecil mungkin, dan seseorang telah memperumitnya. Bekerja secara paralel dengan Einstein adalah seorang eksperimentalis berbakat yang akrab dengan penggemar fisika J.J. Thomson . Pada akhir abad ke-19, dia terpesona oleh sinar hantu yang disebut sinar katoda.
Gambar 6: Gambar: Shutterstock
Jika Anda memasukkan beberapa elektroda ke dalam tabung kaca, menyedot semua udara keluar dari tabung, dan kemudian meningkatkan voltase pada elektroda, Anda akan mendapatkan cahaya mendidih, tepatnya, dari elektroda katoda. keluar-- Sinar katoda . Fenomena ini menimbulkan pertanyaan bagi fisikawan, Apa yang membuatnya bersinar? Muatan listrik-pada saat itu, dianggap terkait dengan konsep kelistrikan, tetapi dalam hal lain itu misterius-bagaimana hubungannya dengan cahaya ini? Thomson memecahkan kode dengan: membuat tabung vakum dang terbaik yang pernah ada; menyebarkan seluruh perangkat menjadi medan magnet dan listrik super. Jika muatan terlibat dalam studi sinar katoda dalam beberapa cara, maka Anda lebih baik percaya bahwa mereka akan mendengarkan bidang ini.
- Gambar 7: Neutrino adalah partikel subatomik yang bergerak melalui alam semesta dengan kecepatan yang mendekati kecepatan cahaya. Gambar: Shutterstock
Mereka berhasil. Sinar katoda membengkok di bawah aksi medan listrik dan magnet, yang sangat menakjubkan! Ini berarti bahwa bagian yang memancarkan cahaya terhubung dengan muatan itu sendiri; jika cahaya dipisahkan dari muatan dengan cara tertentu, ia akan melewatinya tanpa terganggu oleh medan listrik.Ini juga berarti bahwa sinar katoda dan listrik terbuat dari zat yang sama. . Dengan membandingkan besarnya defleksi cahaya dalam medan listrik dan magnet, Thomson dapat memperoleh beberapa rumus matematika dan menghitung beberapa sifat muatan ini. Ini adalah Alasan mengapa J.J. Thomson memenangkan Hadiah Nobel : "Partikel" ini (dalam kata-katanya) berukuran sekitar 2000 kali lebih kecil dari hidrogen. Hidrogen adalah unsur paling ringan yang diketahui, dan karenanya merupakan atom terkecil. "Elektron" ini (semua orang bilang begitu) sungguh menakjubkan.
Gambar 8: Gambar: Shutterstock
Inilah generasi ilmuwan berikutnya yang memecahkan masalah yang diangkat oleh hasil penelitian Thomson. Yang terpenting adalah: bagaimana bisa lebih kecil dari atom? Apa artinya ini bagi struktur atom itu sendiri? Mantan murid Thomson, Ernest Rutherford, murid-muridnya Hans Geiger dan Ernest Marsden yang memutuskan untuk menyerang King untuk melihat apa yang akan terjadi. Para ilmuwan memilih emas karena mereka dapat menggunakan bahan ini untuk membuat lembaran yang sangat tipis, yang berarti bahwa kelompok ini dapat yakin bahwa mereka sedang mengeksplorasi fisika atom. Menembakkan peluru yang sangat kecil: Partikel alfa , Ini adalah atom helium yang bermuatan. Partikel-partikel ini kecil, berat, dan cepat, menjadikannya peluru ilmiah yang sempurna.
Saat peneliti menembak target, Sebagian besar partikel alfa melewati emas seperti kertas tipis . Tapi sesekali, partikel akan miring ke arah acak. Untuk waktu yang lama (sekitar satu dari setiap 20.000 tembakan, ya, para ilmuwan menghitung secara manual), sebuah partikel alfa memantul kembali dari emas dan memantul kembali dengan sebuah ledakan. luar biasa! Apa yang dikatakan partikel kecil ini tentang atom emas? Para peneliti menyimpulkan bahwa satu-satunya penjelasan yang masuk akal adalah bahwa sebagian besar massa atom terkonsentrasi dalam volume yang sangat kecil. Inti ini harus bermuatan positif. Karena muatan total atom harus netral, elektron harus sangat, sangat kecil, berputar dan menari di sekitar inti dalam awan lepas.
Jadi, ketika partikel alfa meledak, mereka hampir selalu menemukan ruang kosong. Tapi partikel yang sangat disayangkan mungkin menyapu inti, atau lebih buruk lagi, mengenai inti secara langsung, sehingga sangat mengubah lintasan partikel sub-alfa. Jadi, dalam Hampir seratus tahun setelah Dalton akhirnya mendemonstrasikan keberadaan atom tak terpisahkan , Ketika Einstein mengusulkan metode untuk mengukur atom-atom ini secara langsung, Thomson dan Rutherford menemukan atom mendasar Tidak terpisahkan Sebaliknya, ia terdiri dari bit-bit yang lebih kecil. Oleh karena itu, saat mengkonsolidasikan teori atom, kami mencicipi dunia subatom untuk pertama kalinya. Sejak itu, banyak hal menjadi lebih melimpah, dan masih banyak misteri di pintu fisika partikel!
-Science Popularization Teks: Paul M. Sutter (Astrofisikawan di Ohio State University) / ruang
Taman Brocade-Menyampaikan Keindahan Ilmu Alam Semesta
(Kartu lingkaran telah ditambahkan di sini, silakan buka klien Toutiao untuk melihatnya)Di pojok kiri bawah Pelajari lebih lanjut Unduh aplikasi Boke Garden
- Xiao Tao Hong 47 tahun memakai jaket panjang dan sepasang celana lebar "lipit" benar-benar unik, sepasang rongga mata yang dalam terlalu menawan
- 190205 Tahi lalat Ouba tidak cukup untuk dilihat, wallpaper toning warna buatan beras menjadi terkenal
- Zhou Haimei, 52 tahun, berjalan ke bandara dengan mantel kotak-kotak dan rok rajutan, berganti menjadi gulungan retro dan topi tukang koran untuk mengurangi usianya
- Apakah Megan terlalu norak dalam balutan warna merah dan ungu? Tanpa sengaja bertabrakan dengan ibu mertuanya, Putri Dai berpakaian terlalu mewah!
- RNG kalah ke RW, lampu penonton rumah menjadi titik terang! Netizen: Menelepon di tempat adalah yang paling mematikan!
- Hua Shao emosional dan tulus, tidak ada ketenaran dalam semalam di dunia ini, gadis Youwo baru saja berlayar